2020-2021学年第1节 基因指导蛋白质的合成教案

第四章第一节  基因指导蛋白质合成

课前预习学案

一、     预习目标

预习遗传信息的转录和翻译，尝试运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。

二、                                                预习内容

第一课时：遗传信息的转录

1. RNA的组成、结构及分类

（1）基本单位：             ，它是由一分子             、磷酸和碱基组成，组成RNA的碱基有              。

（2）结构；一般是   链，长度比DNA短，能通过         ，从细胞核转移到细胞质。

（3）分类：①在翻译过程中起模板作用的是              ；

②起转运作用的是              ；

③参与构成核糖体的是              。

2．转录（1）场所：             

⑵模板：             

⑶原料：             

⑷配对原则：             

⑸产物：              （主要是mRNA）

⑹过程：①解旋：________解开。

②配对：细胞中游离的________与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。

③连接：在________的作用下，依次连接，形成新的分子。

④脱离：合成的________从DNA链上释放，而后DNA双链恢复。

第二课时：遗传信息的翻译

1．翻译

①概念：在________中,以________为模板,合成具有一定氨基酸顺序的________的过程。

②场所：

③模板：

④原料：

⑤运载工具：

⑥产物：

2．密码子

（1）概念：_______上的3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这3个相邻碱基称为_______。

（2）种类：共有_______种，决定氨基酸的有_______种。

3.转运RNA

（1）结构：形状像三叶草的叶，一端是携带______的部位，另一端有三个碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称为______。

（2）种类：______种

小结：基因指导蛋白质合成过程

       （     ）              (     )

基因                 mRNA               蛋白质

        细胞核               细胞质（核糖体）

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

课内探究学案

一、学习目标

⑴概述遗传信息的转录和翻译过程

⑵理解遗传信息与“密码子”的概念

⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系

二、学习过程

第一课时

探究活动一：遗传信息的转录

1．为什么RNA适于作DNA的信使？

遗传信息存在于细胞核，蛋白质合成在细胞质中进行，在两者之间需要一个传递信息的信使——RNA。能完成此任务的RNA与其成分和结构有一定的关系。

（1）基因是有_________的_____片段； DNA 主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。

（2）RNA一般是____链，比 DNA 短，因此能够通过_______，从________转移到______中。

2.DNA和RNA 的主要区别

3．DNA的遗传信息是怎么转给mRNA 的？

（1）转录：在________内，以DNA的_______为______， 按照_______________的原则合成________的过程。

（2）转录的过程（分4步）

看课本P63图4-4能理解并详细描述其基本过程。

探究活动二：遗传信息的翻译

1．碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？

 密码子：在________上相邻的______个碱基

              终止子：UAA、UAG、UGA

种类       起始子：AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）

（64种）

              其他密码子：只能编码氨基酸

能够编码氨基酸的密码子有______个；一个密码子对应______个氨基酸；但一个氨基酸可能有______个密码子（简并性）。

密码子具有简并性和通用性（所有的生物共用一套遗传密码）

2.遗传信息、密码子和反密码子的对比

3．游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？

   需要“搬运工”——           。反密码子：tRNA呈________形，其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对，称为________，另一端可以携带________ ，      tRNA有______种；一个tRNA只能携带______种氨基酸；一个氨基酸可以由______种tRNA携带。

4．翻译的过程

（1）mRNA进入细胞质，与           结合。

（2）携带一个特定氨基酸的tRNA，通过          与第一个密码子互补配对，进入位点1.

（3）携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点2.

（4）位点1位点2相应的氨基酸           形成           ，位点1的氨基酸转移到占据位点2的tRNA上。

（5）核糖体读取下一个           ，原占据位点1的离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链合成。重复进行，直到读取到           。

（6）肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合体上脱离，经一系列步骤，盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。

探究活动三、延伸拓展

1、根据碱基种类和数量（或比例），推测核酸类型

（1）种类：①有T无U，必为         ；   ②有U无T，必为         ；

           ③有T也有U，为                     。

（2）数量：①A＝T且C＝G，通常为             ；②A≠T或C≠G，无U，必为        ；

③A＝T＋U且C＝G，为                             。

2、基因表达中相关数量计算

基因中的碱基数（双链）：mRNA中的碱基数：合成蛋白质的氨基酸个数=             

三、反思总结

四、当堂检测

1.一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中，分别至少要有碱基多少个                                   (     )

   A.1000和2000      B.2000和4000      C.3000和3000      D.3000和6000

2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是                         （    ）

   A.DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因     B.染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因

   C.DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸     D.染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸

3．下列哪一组物质是RNA的组成成分                                       （     ）

   A.脱氧核糖、核酸和磷酸             B.脱氧核糖、碱基和磷酸

   C.核糖、碱基和磷酸                   D.核糖、嘧啶和核酸

4．DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过磷脂双分子层        （   ）

 A．6层        B．4层        C．2层         D．0层

5．某基因中含有1200个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽键的个数是                                                             （   ）

    A．198个    B．398个    C．400个    D．798个

6．在下列细胞结构中，有可能发生碱基配对行为的一组是                      （   ）

    A．细胞核、线粒体、叶绿体、中心体      B．细胞核、核糖体、中心体、线粒体

    C．线粒体、叶绿体、细胞核、高尔基体    D．线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核

7．右图表示DNA（基因）控制蛋白质合成的过程，请分析回答：

（1）根据图中的碱基，可推测包括了        种核苷酸。

（2）DNA的两条链中，        链为模板链。遗传密码（密码子）存在于        链上（请写标号）。

（3）如果控制合成的蛋白质含两条肽链，49个肽键，则控制其合成的基因至少有          个脱氧核苷酸。

课后练习与提高

1、构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位--核苷酸有                     (    )

   A.2种    D.4种    C.5种    D.8种 

2、经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为  (    )

    A.双链DNA、单链DNA、RNA

B.单链DNA、双链DNA、RNA

C.双链DNA、RNA、单链DNA

D.RNA、单链DNA、双链DNA

3.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表，则tRNA（UGC）所携带的氨基酸是                                                         （    ）

A.赖氨酸            B.丙氨酸           C.半胱氨酸           D.苏氨酸

4、（2008年上海生物，9）下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有    （   ）

①染色体  ②中心体  ③纺锤体  ④核糖体

A.①②         B.①④       C.②③            D.③④

5、如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成DNA的试管是      （   ）

A.a和d        B.b和c         C.只有b           D.只有c

6、一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为                      （    ）

A.33  11          B.36  12        C.12  36              D.11  36

7、（2007年上海生物）一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是（   ）

A.m、-1        B.m、 -2       C.2(m-n)、-1      D.2(m-n)、 -2

8、  中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是            、            、            和            。

（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是            （用图中的字母回答）。

（3）a过程发生在真核细胞分裂的            期。

（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是            。

（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是            ，后者所携带的分子是            。

（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表达）：

①                           ；

②                           。

9、请回答下列有关遗传信息传递的问题：

（1）为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—，则试管甲中模拟的是                       过程。

②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是           ，试管乙中模拟的是                 过程。

③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是                   。

（2）若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自          ，而决定该化合物合成的遗传信息来自           。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套          。该病毒遗传信息的传递过程为         。